(57)【要約】【課題】            本発明は、前記一連の加工工程を自動化することが可能であるような複合型マシニングセンターの構成を提供することを課題とするものである。【解決手段】        工具又は工作物１４を移動可能な状態にて、個別に配列した状態にて支持しているマシニングセンター、工具又は工作物１４を把持した状態にて回転する主軸９、工具又は工作物１４を把持し、かつ旋回可能な旋回テーブル１１をそれぞれ設け、工具又は工作物１４を搬送するアーム４が、マガジン１、主軸９、旋回テーブル１１の間をそれぞれ相互に移動可能とし、かつ工具又は工作物１４を順次かつ自動的に交換することを可能としたことに基づく複合型マシニングセンター。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具又は工作物を移動可能な状態にて、個別に配列した状態にて支持しているマシニングセンター、工具又は工作物を把持した状態にて回転する主軸、工具又は工作物を把持し、かつ旋回可能な旋回テーブルをそれぞれ設け、工具又は工作物を搬送するアームが、前記マガジン、主軸、旋回テーブルの間をそれぞれ相互に移動可能とし、かつ工具又は工作物を交換するようにしたことに基づく複合型マシニングセンター。
【請求項２】
主軸とマガジンとの間における工具又は工作物の交換、旋回テーブルとマガジンとの間における工具又は工作物の交換、主軸と旋回テーブルとの間における工具又は工作物の交換を１個のアームによって行うことを特徴とする請求項１記載の複合型マシニングセンター。
【請求項３】
アームが、水平方向、及び垂直方向の直線移動が可能であると共に、長手方向を中心軸とする自転、及び当該アームに対する支持部を中心軸とする水平方向旋回、並びに垂直方向旋回による公転が可能であることを特徴とする請求項２記載の複合型マシニングセンター。
【請求項４】
主軸、又は旋回テーブルの接続部と工具又は工作物の接続部との間にホルダを介在させ、当該ホルダをアームによって単独にて、若しくは工具又は工作物と共に移動させることを特徴とする請求項１記載の複合型マシニングセンター。
【請求項５】
ホルダの内、主軸又は旋回テーブルと接続する側を凸状のテーパ形状とし、主軸又は旋回テーブルの内、当該凸状のテーパ形状と嵌合する側を凹状のテーパ形状としたうえで、各テーパ形状において、それぞれ長手方向と直交する断面形状を形成する外側周囲の輪郭につき、中心位置から当該外側周囲の最長距離の位置に至るまでの長さよりも大きな径を有する複数個の大きな円弧、及び当該大きな円弧の間を滑らかに接続する曲線によって形成していることを特徴とする請求項４記載の複合型マシニングセンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工の対象となる工作物を、所定の工具及び回転する主軸を用いて、必要な工作を行うマシニングセンターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作物に対し、所定の工具に基づき、旋削、ミーリング、ドリル、リーマ、タップなどの加工を行うマシニングセンターにおいては、大抵の場合、最初に工作物を主軸によって回転させながら旋回テーブルに固定されている旋回用工具によって旋削し、次の段階として、工作物を旋回テーブルによって把持し、必要に応じてミーリング、ドリル、リーマ、タップ加工を行う工具を主軸によって回転させながら、前記各加工を行う場合が多い。
【０００３】
前記加工において、自動化を行うことが要求されるも、精々主軸に把持されている工具を順次自動的に交換する構成、又は主軸に工作物を把持させたうえで、順次旋回テーブル上の旋削用工具を回転によって交換する構成が提唱されているという程度に過ぎない。
【０００４】
即ち、当初の旋削から、これ以外のミーリング、ドリル、リーマ、タップなどの一連の加工を自動的に実現し得るようなマシニングセンターの構成は、これまで提唱されている訳ではない。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−１６３４４号公報。
【０００６】
【特許文献２】特開平７−２９０３３１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記一連の加工工程を自動化することが可能であるような複合型マシニングセンターの構成を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の構成は、図１のブロック図に示すように、工具又は工作物１４を移動可能な状態にて、個別に配列した状態にて支持しているマシニングセンター、工具又は工作物１４を把持した状態にて回転する主軸９、工具又は工作物１４を把持し、かつ旋回可能な旋回テーブル１１をそれぞれ設け、工具又は工作物１４を搬送するアーム４が、前記マガジン１、主軸９、旋回テーブル１１の間をそれぞれ相互に移動可能とし、かつ工具又は工作物１４を交換するようにしたことに基づく複合型マシニングセンターからなる。
【発明の効果】
【０００９】
前記解決手段に基づき、本発明においては、アームによってマガジンから取り出した対応し合う工具又は工作物を、それぞれ主軸及び旋回テーブルに設置した状態としたうえで、必要に応じて、主軸又は旋回テーブル上の工作物を一方から他方の位置に移動させたうえで、所定の工具を旋回テーブル又は主軸に設置したうえで、旋削、及びこれ以外のミーリング、ドリル、リーマ、タップ加工などによる一連の工程を完全自動化することが可能となり、工作物に対する加工効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２及び図３は、本発明の典型的な実施形態を示すが、１本のアーム４によって、主軸９とマガジン１との間の交換、旋回テーブル１１とマガジン１との間の交換、主軸９と旋回テーブル１１との間の交換を実現している。
【００１１】
このような１本のアーム４は、ロボット２の支持によって、アーム４が、水平方向、及び垂直方向の直線移動が可能であると共に、長手方向を中心軸とする自転、及び当該アーム４に対する支持部を中心軸とする水平方向旋回、並びに垂直方向旋回による公転が可能な状態に設計されている。
【００１２】
そして、主軸９、又は旋回テーブル１１の接続部と工具又は工作物１４の接続部との間にホルダ５を介在させ、当該ホルダ５をアーム４によって単独にて、若しくは工具又は工作物１４と共に移動させることを可能としており、ホルダ５は、工具又は工作物１４と共に、主軸９又は旋回テーブル１１の接続部によって把持されると共に、工具又は工作物１４が当該把持から開放された後には、単独にてアーム４によってマガジン１に移動することも可能である。
【００１３】
図２（ａ）では、特にアーム４によってホルダ５を介して工具又は工作物１４（図示せず）を主軸９と旋回テーブル１１との間にて移動する場合を示しており、図２（ｂ）は、主軸９がヘッド８と共に水平方向及び上下方向の直線運動が可能であり、旋回テーブル１１が水平方向軸を中心として揺動自在であり、マガジン１において工具又は工作物１４を個別に支持する支持片が垂直方向面に回転自在であって、該ホルダ５が回転によって下側方向にセットされた際、ホルダ５の挿脱が可能であることを示している。
【００１４】
マガジン１と主軸９との間のアーム４の移動は、図３（ａ）に示すように、例えばアーム４を支えているロボット２による支柱３を中心軸とした水平方向旋回による公転運動によって移動しており（尚、図３（ａ）においては、ホルダ５、工具、又は工作物１４の図示は省略している。）、マガジン１と旋回テーブル１１との間の移動もまた、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、図３（ａ）と同じような公転運動によって移動している（図３（ｂ）、（ｃ）においても、ホルダ５、工具又は工作物１４の図示は省略している。）。
【００１５】
このように、図２、図３に示す実施形態では、当初マガジン１から主軸９及び旋回テーブル１１に対し、ホルダ５を介して工具又は工作物１４をそれぞれ何れか一方に配置し、所定の工作を行った後、必要に応じて工作物１４を主軸９又は旋回テーブル１１の一方から他方へ移動させて、更に必要に応じて他の加工を継続すること、例えば、当初工作物１４をマガジン１から主軸９に配置し、かつ旋削を行う単数又は複数個の旋削用工具を旋回テーブル１１に配置したうえで、図４（ａ）に示すように、旋削加工を行った後、工作物１４を旋回テーブル１１に移動させたうえで、主軸９に対し、他の工具をアーム４によってマガジン１から移動させることによって配置し、図４（ｂ）に示すように、他の加工を継続することが可能となる。
【００１６】
以下、実施例に即して説明する。
【実施例】
【００１７】
実施例においては、図５に示すように、主軸９又は旋回テーブル１１の接続部を、ホルダ５を介して工具又は工作物１４と接続させることを前提としたうえで、ホルダ５の内、主軸９又は旋回テーブル１１と接続する側を凸状のテーパ形状とし、主軸９又は旋回テーブル１１の内、当該凸状のテーパ形状と嵌合する側を凹状のテーパ形状としたうえで、各テーパ形状において、それぞれ長手方向と直交する断面形状を形成する外側周囲の輪郭につき、中心位置から当該外側周囲の最長距離の位置に至るまでの長さよりも大きな径を有する複数個の大きな円弧、及び当該大きな円弧の間を滑らかに接続する曲線によって形成していることを特徴としている。
【００１８】
通常、主軸９又は旋回テーブル１１に工具又は工作物１４を配置する場合には、ホルダ５の一方側に工具又は工作物１４を挿着させたうえで、ホルダ５の他方側を主軸９又は旋回テーブル１１に挿着させる場合において、主軸９、及び旋回テーブル１１とホルダ５とは、図６に示すように、それぞれ凸型のキー、及び凹型のキー溝を有し、双方が嵌合することにより、主軸９及び旋回テーブル１１の回転をホルダ５を介して工具又は工作物１４に伝達している。
【００１９】
しかしながら、前記キー及びキー溝との間には僅かな隙間が生じ易く、当該隙間の分だけ回転を伝達する精度が低下せざるを得ない。
【００２０】
実施例によるクランプ機構は、サントビック社製商品の「コロマウントキャプトツール」を商品名とするクランプ機構を採用しており、所謂おむすび状断面を採用することによって、主軸９又は旋回テーブル１１からホルダ５に対し回転を伝達する際、必ず隙間が生じない状態としており、前記の精度の低下を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、工具を使用して工作物に対する加工を行うマシニングセンターの分野において、効率的な加工を実現する装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の基本原理を示すブロックである。
【図２】アームの移動状況、及び主軸並びに旋回テーブルの移動又は回転状況に関する実施態様を示しており、（ａ）はマガジンが配置してある側を正面とする正面図であり、（ｂ）はマガジンを側面とする側面図である。
【図３】アームのマガジンと主軸及び旋回テーブルとの間の回転移動を行う実施態様に関する図面であって、（ａ）は主軸とマガジンとの間の移動工程を示す下面図であり、（ｂ）、（ｃ）は旋回テーブルとマガジンとの間の移動工程を示す上面図である。
【図４】工作物が、加工工程において、旋回テーブルにおける配置から主軸における配置に変化する状態を示す側面図であって、（ａ）は工作物が主軸に配置され、旋削用工具によって旋削されている状態を示しており、（ｂ）は工作物が旋回テーブルに配置され、他の工具によって加工されている状態を示す。
【図５】ホルダと主軸又は旋回テーブルとの嵌合が行われようとしている状態を示す側面図である。
【図６】実施例の構成によるホルダの凸状のテーパ形状部分、及び主軸、又は旋回テーブルの凹状のテーパ形状部分における長手方向と直交する方向の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  マガジン
２  ロボット本体
３  支柱
４  アーム
５  ホルダ
６  マシニングセンターのコラム
７  マガジンにおけるホルダ収納部
８  ヘッド
９  主軸
１０  傾斜軸
１１  旋回テーブル
１２  旋回テーブルに対するベース
１３  主軸に対するサドル
１４  工具又は工作物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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